La scienza come passatempo

Gli equipaggi delle astronavi sono pronti ad affrontare la folle corsa a velocità prossime a quelle della luce. Vince chi percorre il circuito spaziale nel minor tempo possibile. Ma poiché il tempo scorre in modo differente su ogni astronave, decidere chi ha tagliato prima il traguardo non sarà così scontato. Non è la trama dell'ultimo film di fantascienza, ma il meccanismo di un gioco da tavolo, 'Time Race’, basato sulla Teoria della relatività di Einstein e ideato dall’Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn) del Cnr di Roma.

“La Relatività speciale di Einstein mostra che diversi osservatori in movimento sperimentano un diverso scorrere del tempo fra loro. Naturalmente questo diventa evidente solo quando le velocità in gioco sono molto vicine a quella della luce, ossia circa 300.000 chilometri al secondo”, spiega l'ideatore Fabio Chiariello dell’Ifn-Cnr. “Con il gioco questa teoria si 'materializza’ attraverso un tabellone e delle semplici pedine”.

Chiariello lavora da molti anni nel campo della 'Quantum computing’, della superconduttività, delle micro e nanotecnologie. Ma è anche un appassionato di giochi da tavolo e un divulgatore scientifico, autore fra l'altro del libro 'L'officina del meccanico quantistico’. Da questo mix di interessi nascono giochi come 'Quantum Race’ o 'Lab-on-a-chip’, presentati in vari eventi tra cui il Festival della scienza di Genova.

Con 'Lab-on-a-chip’, una battaglia fra batteri e macrofagi del sistema immunitario, si gioca con la biologia e le nuove rivoluzionarie bio-nanotecnologie, mentre 'Quantum Race’ nasce come supporto per spiegare complessi concetti di meccanica quantistica quali la funzione d'onda, la sua delocalizzazione, il collasso, l'effetto tunnel, il teletrasporto quantistico. “È un classico gioco di percorso, la simulazione di una corsa d'auto realizzata con tabellone, pedine e un dado, ma con una bizzarra caratteristica: le auto possono 'delocalizzarsi’, passare attraverso i muri per effetto tunnel e poi 'collassare’ in una posizione scelta a caso quando avviene un'osservazione, proprio come succede secondo le leggi della meccanica quantistica”, spiega il ricercatore.

Ma perché usare un gioco per spiegare teorie fisiche che indagano e interpretano il comportamento della materia a livello atomico o subatomico? “Le leggi della fisica classica a cui siamo abituati smettono di 'funzionare’ nel mondo microscopico dove è necessario ricorrere alle leggi della meccanica quantistica”, precisa Chiariello. “Spiegare questa teoria è difficile, in particolare è complicato trovare esempi e illustrazioni per presentare i suoi principi, quasi sempre descrivibili solo in termini matematici: il gioco aiuta quindi a veicolare concetti in parte anti intuitivi e lontani dall’esperienza quotidiana. Lo spirito di competizione porta poi i giocatori a sperimentare e comprendere in modo profondo le regole del gioco facendole proprie”.

In particolare, poi, si è scelto un gioco da tavolo. “Esistono varie tipologie di attività ludiche già utilizzate efficacemente a fini didattici, ma i giochi di società hanno il vantaggio di riunire le persone, creando una condizione ottimale di apertura, in cui si bilanciano la tensione competitiva, che mantiene alta l'attenzione e il ragionamento, con la tranquillità e i tempi morti tipici di questi passatempi, che favoriscono la discussione e la riflessione”, conclude il ricercatore. “L'esperienza più gratificante è stata incrociare una normale famiglia appena uscita da una partita a 'Quantum Race’ che discuteva animatamente di funzioni d'onda ed effetto tunnel come se parlasse di calcio o di politica”.

Se qualcuno volesse mettersi alla prova vestendo i panni dell'inventore di giochi ricordiamo 'Fotonica in gioco', un concorso rivolto agli studenti e agli insegnanti delle scuole superiori italiane che ha come scopo la realizzazione di un gioco da tavolo originale legato alla luce e alle sue tematiche (www.fotonicaingioco.it). Il concorso è organizzato dall'Ifn-cnr nell'ambito del Progetto europeo 'Photonics4All’ e delle attività per il 2015 Anno internazionale della luce dell'Unesco.

Fonte: Fabio Chiarello, tel. 06/41522228 , email fabio.chiarello@ifn.cnr.it -